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1、第三节平面向量的数量积及平面向量的应用举例基础梳理
2、a
3、
4、b
5、cosθ
6、a
7、
8、b
9、cosθ1.平面向量的数量积(1)平面向量数量积的定义已知两个非零向量a和b,它们的夹角为θ,把数量叫做a和b的数量积(或内积),记作a·b,即a·b=,并规定零向量与任一向量的数量积为.0
10、a
11、cosθ(2)a在b方向上的投影设θ为两个非零向量a,b的夹角,则叫做a在b方向上的投影.b在a方向上的投影(3)a·b的几何意义数量积a·b等于a的长度
12、a
13、与
14、b
15、cosθ的乘积.
16、a
17、cosθ0
18、a
19、
20、b
21、2.向量的数量积的性质设
22、a,b都是非零向量,e是与b方向相同的单位向量,θ是a与e的夹角,则(1)e·a=a·e=.(2)a⊥ba·b=.(3)当a与b同向时,a·b=.当a与b反向时,a·b=.特别地:a·a=a2=
23、a
24、2或
25、a
26、=.(4)
27、a·b
28、
29、a
30、
31、b
32、.(5)cos〈a,b〉=.-
33、a
34、
35、b
36、≤b·aa·(λb)λ(a·b)3.向量数量积的运算律(1)a·b=(交换律);(2)(λa)·b==(数乘结合律);(3)(a+b)·c=(分配律).a·c+b·c联系向量问题向量运算几何关系x1x2+y1y2x1x2+y1y
37、2=04.平面向量数量积的坐标表示a=(x1,y1),b=(x2,y2).(1)a·b=;(2)
38、a
39、=,
40、b
41、=;(3)a⊥b;(4)若a与b夹角为θ,则cosθ=(5)若A(x1,y1),B(x2,y2),则A、B两点间的距离为
42、AB
43、=.5.平面向量在平面几何中的应用用向量方法解决几何问题一般分四步:(1)选好基向量;(2)建立平面几何与向量的,用向量表示问题中涉及的几何元素,将平面几何问题转化为;(3)通过研究几何元素之间的关系,如距离、夹角等问题;(4)把运算结果“翻译”成.3.(2011·嘉兴模
44、拟)向量a的模为10,它与x轴的夹角为150°,则它在x轴上的投影为.基础达标1.(教材改编题)边长为2的等边三角形ABC中,AB·BC的值为.2.(教材改编题)设向量a=(4,5),b=(-1,0),则向量a+b与a-b的夹角的余弦值为.-21.解析:2.解析:a+b=(3,5),a-b=(5,5),cos〈a+b,a-b〉=4.如图,在平行四边形ABCD中,AC=(1,2),BD=(-3,2),则AD·AC=.33.解析:a在x轴上的投影为
45、a
46、cos150°=10×=.4.解析:令则⇒a=(2,0),b
47、=(-1,2),所以=b·(a+b)=3.5.(教材改编题)已知a=(1,6),b=(2,k),若a∥b,k=;若a⊥b,则k=.1213-解析:若a∥b,则1×k-6×2=0,∴k=12.若a⊥b,则a·b=0,∴1×2+6×k=0,∴k=.13-经典例题题型一平面向量的数量积【例1】已知a,b是非零向量.(1)若a⊥b,判断函数f(x)=(xa+b)·(xb-a)的奇偶性;(2)若f(x)为奇函数,证明:a⊥b.解:(1)f(x)=x2a·b+(b2-a2)x-a·b,∵a⊥b,∴a·b=0,∴f(x)=
48、(b2-a2)x.①当
49、a
50、≠
51、b
52、时,f(x)为奇函数;②当
53、a
54、=
55、b
56、时,f(x)既是奇函数又是偶函数.(2)因为f(x)为奇函数,所以f(-x)=-f(x)对于x∈R恒成立,所以f(0)=0,即-a·b=0,又a,b是非零向量,故a⊥b.变式1-1已知向量a=(cosx,sinx),b=(3,-1),且f(x)=a·b,求f(x)的最大值.解:f(x)=a·b=cosx-sinx=2(cosx-sinx),f(x)=2sin(-x),∴f(x)max=2.题型二模与垂直问题【例2】(2010·广东改编
57、)已知向量a=(1,1),b=(2,5),c=(3,x).(1)若
58、2a+b-c
59、=1,求实数x的值;(2)若(8a-b)⊥c,求实数x的值.解:(1)∵2a+b-c=2(1,1)+(2,5)-(3,x)=(1,7-x).又∵
60、2a+b-c
61、=1,∴,∴(7-x)2=0,∴x=7.(2)8a-b=8(1,1)-(2,5)=(6,3).由(8a-b)⊥c,得18+3x=0,∴x=-6.变式2-1已知
62、a
63、=4,
64、b
65、=8,a与b的夹角是120°.(1)计算
66、a+b
67、,
68、4a-2b
69、;(2)k为何值时,(a+2b
70、)⊥(ka-b)?解:由已知,a·b=4×8×-()=-16.(1)∵
71、a+b
72、2=a2+2a·b+b2=16+2×(-16)+64=48,∴
73、a+b
74、=.∵
75、4a-2b
76、2=16a2-16a·b+4b2=16×16-16×(-16)+4×64=3×162,∴
77、4a-2b
78、=.(2)若(a+2b)⊥(ka-b),则(a+2b)·(ka-b)=0,∴ka2+(2k-1)a·b-2b2=0,即16k-1